【正文】 A/D轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計A/D轉(zhuǎn)換子程序主要是指在系統(tǒng)開始運行時，把稱重傳感器傳遞過來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳遞到單片機所涉及到的程序設(shè)計。主程序模塊主要完成編程芯片的初始化及按需要調(diào)用各模塊（子程序），在系統(tǒng)初始化過程中，將系統(tǒng)設(shè)置成5Kg量程，并寫5Kg量程標(biāo)志。根據(jù)系統(tǒng)的控制任務(wù)，本系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要由主程序、初始化程序、顯示子程序、數(shù)據(jù)采集子程序和延時程序等組成。程序數(shù)據(jù)的一種理想方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法。⑵ 根據(jù)算法畫流程圖：畫程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯的可能性。其步驟可概括為以下三點：⑴ 分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對復(fù)雜的問題進行具體的分析，找出合理的計算方法及適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而確定編寫程序的步驟。這一任務(wù)的實現(xiàn)主要靠程序來完成。使報警電路報警從而提醒工作人員注意，當(dāng)超過設(shè)置的重量時（5Kg），從而使三極管導(dǎo)通，報警電路接通，使蜂鳴器SPEAKER發(fā)出報警聲，同時使報警燈LED發(fā)光。采用中斷工作方式提高了CPU的利用效率，沒鍵按下時沒有中斷請求，有鍵按下時，向CPU提出中斷請求，CPU響應(yīng)后執(zhí)行中斷服務(wù)程序，在中斷程序中才對鍵盤進行掃描。 在本系統(tǒng)中鍵盤采用矩陣式鍵盤并采用中斷工作方式。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。 判斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。行掃描法 行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，如上圖所示鍵盤，介紹過程如下。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。液晶驅(qū)動方式包括靜態(tài)驅(qū)動、動態(tài)驅(qū)動等驅(qū)動方式。在LCD驅(qū)動時，需在段電極和公共電極上施加交流電壓。=1，/CS=0，R/C=1，A0=0時，讀取高8位；當(dāng)CE=1，/CS=0，R/C=1，A0=1時，讀取低4位。，當(dāng)STS由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，就表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。CPU可采用中斷、查詢或者程序延時等方式讀取AD574的轉(zhuǎn)換結(jié)果，本設(shè)計采用中斷方式，（外部中斷/INT0）。轉(zhuǎn)換結(jié)果分高8位、低4位與P0口相連，分兩次讀入，所以12/8端接地。本次設(shè)計采用單極性接法。DGND：接數(shù)字地。REF IN ：內(nèi)部解碼網(wǎng)絡(luò)所需參考電壓輸入端。DB11~DB0：12位數(shù)字量輸出端，送單片機進行數(shù)據(jù)處理。則可以利用此線驅(qū)動一信號二極管的亮滅，從而表示是否處于A/D轉(zhuǎn)換。輸出信號有：STS：工作狀態(tài)信號線。當(dāng)R/C=0，啟動A/D轉(zhuǎn)換：當(dāng)A0=0，啟動12位A/D轉(zhuǎn)換方式；當(dāng)A0=1，啟動8位轉(zhuǎn)換方式。12/8：數(shù)據(jù)輸出格式選擇控制信號。當(dāng)/CS=0，CE=1同時滿足時，AD574才處于工作狀態(tài)，否則工作被禁止。CE：片啟動信號。AD574采用28腳雙列直插標(biāo)準(zhǔn)封裝。它采用逐次逼近型的A/D轉(zhuǎn)換器，最大轉(zhuǎn)換時間為25us，%，所以適合于高精度的快速轉(zhuǎn)換采樣系統(tǒng)。51單片機的復(fù)位是由RESET引腳來控制的，此引腳與高電平相接超過24個振蕩周期后，51單片機即進入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到RESET引腳轉(zhuǎn)為低電平后，才檢查EA引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會執(zhí)行外部程序。單片機的復(fù)位操作使單片機進入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計數(shù)器PC＝0000H，這表明程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。 P3口引腳第二功能RXD（串行口輸入）TXD（串行口輸出）INT0（外部中斷0輸入）INT1（外部中斷1輸入）T0（定時器0外部脈沖輸入）T1（定時器1外部脈沖輸入）WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖輸出）RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖輸出）AT89S52單片機的最小系統(tǒng)由時鐘電路、復(fù)位電路、電源電路及單片機構(gòu)成。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門流。 AT89S52各引腳功能介紹VCC：供電電壓。此外，AT89S52設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。單 片 機復(fù)位電路時鐘電路按鍵接口電路A/D轉(zhuǎn)換接口電路LCD顯示電路報警電路高性能8位單片機AT89S52 是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k Bytes的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。單片機根據(jù)稱重傳感器輸出的電信號和速度傳感器輸出的速度信號計算出物體的重量。由于稱重傳感器一般的輸出范圍為0～20mV，對A/D轉(zhuǎn)換或單片機的工作參數(shù)來說不能使A/D轉(zhuǎn)換和單片機正常工作，所以需要對輸出的信號進行放大。超限報警電路是由單片機的I/O口來控制的，當(dāng)稱重物體重量超過系統(tǒng)設(shè)計所允許的重量時，通過程序使單片機的I/O值為高電平，從而三極管導(dǎo)通，使蜂鳴器SPEAKER發(fā)出報警聲，同時使報警燈D1發(fā)光。智能儀器一般都具有報警和通訊功能，報警主要用于系統(tǒng)運行出錯、當(dāng)測量的數(shù)據(jù)超過儀表量程或者是超過用戶設(shè)置的上下限時為提醒用戶而設(shè)置。LCD液晶顯示器是一種極低功耗顯示器，從電子表到計算器，從袖珍儀表到便攜式微型計算機以及一些文字處理機都用到了液晶顯示器。 顯示器是人機交換的主要部分，他可以將測量電路測得的數(shù)據(jù)經(jīng)過cpu處理后直觀的顯示出來。當(dāng)鍵盤的數(shù)量大于8時，一般都采用矩陣式鍵盤。圖24給出了一個44的矩陣鍵盤結(jié)構(gòu)的鍵盤接口電路，圖中的每一個按鍵都通過不同的行線和列線與主機相連這。 鍵盤處理部分方案論證由于電子秤需要設(shè)置單價（十個數(shù)字鍵），還具有確認(rèn)、刪除等功能，總共需設(shè)置17個鍵（包括一個復(fù)位鍵）。缺點是：類似于積分型ADC，其轉(zhuǎn)換速率受到限制，12位時為100～300SPS。缺點是：轉(zhuǎn)換速率低，轉(zhuǎn)換速率在12位時為100～300SPS。這類ADC主要應(yīng)用于低速、精密測量等領(lǐng)域，如數(shù)字電壓表。此外，由于輸入端采用了積分器，所以對交流噪聲的干擾有很強的抑制能力。與此同時，在此時間間隔內(nèi)利用計數(shù)器對時鐘脈沖進行計數(shù)，從而實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。積分型ADC又稱為雙斜率或多斜率ADC，是應(yīng)用比較廣泛的一類轉(zhuǎn)換器。缺點：在高于14位分辨率情況下，價格較高；傳感器產(chǎn)生的信號在進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換之前需要進行調(diào)理，包括增益級和濾波，這樣會明顯增加成本。(2） 逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器：如：ADS780ADS7804等。這種結(jié)構(gòu)的ADC所有位的轉(zhuǎn)換同時完成，其轉(zhuǎn)換時間主取決于比較器的開關(guān)速度、編碼器的傳輸時間延遲等。并行比較ADC是現(xiàn)今速度最快的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣速率在1GSPS以上，通常稱為“閃爍式”ADC。目前，世界上有多種類型的ADC，有傳統(tǒng)的并行、逐次逼近型、積分型ADC，也有近年來新發(fā)展起來的∑Δ型和流水線型ADC，多種類型的ADC各有其優(yōu)缺點并能滿足不同的具體應(yīng)用要求。由于內(nèi)部線路采用惠更斯電橋，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時，輸出信號電壓可由下式22給出：（22）主要由高精度低漂移運算放大器構(gòu)成差動放大器，而構(gòu)成的前級處理電路差動放大器具有高輸入阻抗，增益高的特點，可以利用普通運放做成一個差動放大器。該稱重傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成，： 傳感器工作原理圖其工作原理：用應(yīng)變片測量時，將其粘貼在彈性體上。 綜合考慮,本設(shè)計采用SP20CG501電阻應(yīng)變式傳感器, ，具有過載保護裝置。 在本設(shè)計中，傳感器是個十分重要的元件，因此對傳感器的選擇也顯得十分重要。這些配置能夠很好地實現(xiàn)本儀器的測量和控制要求最后我們最終選擇了AT89S52這個比較常用的單片機來實現(xiàn)系統(tǒng)的功能要求。